تحقيق مسبار
ينتشر استخدام نظام التموضع العالمي بشكلٍ كبيرٍ خلال الوقت الراهن، ويتم الاعتماد عليه في عددٍ كبيرٍ من التطبيقات؛ بما في ذلك تطبيقات الملاحة الجويّة والبريّة والبحريّة؛ للتقليل من الحوادث وزيادة مستويات الرفاهية. يتطرق هذا المقال إلى مميّزات النظام المذكور، بالإضافة إلى بيان بعضٍ من تطبيقاته والحقائق المُختلفة حوله أيضًا.
هل أُنشئ نظام التموضع العالمي خلال الحرب الباردة؟
تمّ إنشاء نظام التموضع العالمي من قِبل الولايات المتحدة الأمريكية عام 1973 خلال الحرب الباردة بينها وبين الاتحاد السوفييتي، ثم انتشر هذا النظام على نحوٍ واسعٍ في مُختلف أنحاء العالم خلال فترةٍ لاحقة، وهو نظام يتم تشغيله من قِبل وزارة الدفاع الأمريكية. ويعتمد نظام التموضع على عشرات الأقمار الصناعية؛ لتوفير المعلومات الجغرافية الدقيقة للمُستخدم النهائي.
ما هي الأجزاء الرئيسية لنظام التموضع العالمي؟
يتكوّن نظام التموضع العالمي gps من ثلاثة أجزاء رئيسية، وهي الأجزاء الآتية:
- القطاع الفضائي: يضم القطاع الفضائي أكثر من عشرين قمرًا صناعيًا موزعةً على 6 مستويات مدارية مُختلفة تميل عن خط الاستواء 55 درجة، وتدور حول الكرة الأرضية مرةً واحدةً بعد مرور 12 ساعة، هذا يعني أنها تلفّ الأرض مرتين في اليوم.
- قطاع التحكّم: يتكوّن هذا القطاع من المحطّات الأرضية التي تقوم بمراقبة الأقمار الصناعية الخاصة بنظام التموضع العالمي، بالإضافة إلى صيانتها حتى تصل الإشارات إلى المُستخدم النهائي فيما بعد بأفضل شكلٍ مُمكن.
- قطاع المُستخدم: تقوم أجهزة الاستقبال المُخصّصة للمستخدمين باستقبال الإشارات من الأقمار الصناعية لنظام التموضع العالمي، وتستطيع هذه الأجهزة مُعالجة الإشارات لتوفير المعلومات الجغرافية وتفاصيل الوقت.
ما هي مميزات نظام التموضع العالمي gps؟
هُناك العديد من الخصائص والمُميزات التي يتمتع بها نظام التموضع العالمي، وفيما يأتي بعضًا منها:
- الكفاءة في العمل: يعمل نظام التموضع العالمي بكفاءٍة كبيرةٍ ودقّةٍ مرتفعةٍ عادةً، كما أنه يوفر المعلومات الجغرافية إلى المستخدمين على مدار الساعة في كافة أنحاء العالم من غير توقّف أيضًا.
- عدم استيفاء أيّة رسوم: يتم تقديم خدمات نظام التموضع العالمي إلى جميع المستخدمين من غير استيفاء رسوم على هذه الخدمة؛ بالرغم من أهميتها البالغة في الوقت الراهن والحاجة الكبيرة إليها.
هل يوجد تحديات أمام استخدام نظام التموضع العالمي؟
بالرغم من المُميّزات التي يتمتع بها نظام تحديد المواقع العالمي؛ إلّا أنه يُعاني من التحديات الآتية:
- تأثّر الدقّة ببعض العوامل: في بعض الأحيان لا يعمل نظام التموضع العالمي بدقة إذا كان المُستخدم تحت الأرض، كذلك إذا كان في المساحات الداخلية، خلافًا للدقّة الكبيرة التي يتمتع بها عادةً في المساحات المكشوفة.
- سهولة الاستخدام: على الشركات أن تُقدّم تطبيقات عملية سهلة الاستخدام فيما يتعلق بنظام التموضع العالمي، ويجب أن تخلو هذه التطبيقات عن التعقيد وصعوبة الاستخدام، كذلك ينبغي أن لا تحتاج إلى تدريبات مكثفة للتعامل معها.
- الحظر في بعض الأماكن: يمكن أن يلاحظ المستخدمون حظر نظام التموضع العالمي في بعض الأماكن نتيجةً لعدم القدرة على توفير الإشارات؛ ذلك عند التواجد في الغابات الكثيفة مثل غابات الأمازون، كذلك عند التواجد بين الأخاديد أو الجسور أو ناطحات السحاب.
- الحاجة إلى الصيانة: يحتاج نظام التموضع العالمي إلى الصيانة في بعض الأحيان، ويُمكن أن تؤدي عملية الصيانة إلى وجود فجوات في التغطية، وكذلك الحال عند التعرض إلى العواصف الشمسية أو عند تداخل الموجات اللاسلكية.
- المعدّات المُستخدمة: عند استخدام نظام تحديد المواقع العالمي للملاحة لا بُد من توفير الأدوات والأجهزة صغيرة الحجم، وينبغي أن تكون هذه الأدوات قادرة على توفير المعلومات الجغرافية الدقيقة وتقديمها إلى المُستخدِم النهائي.
هل دقة نظام التموضع العالمي ثابتة دائمًا؟
إن دقّة نظام التموضع العالمي ليست ثابتة دائمًا؛ فإن الأقمار الصناعية لهذا النظام تتولّى مهمة إرسال الإشارات والمعلومات بدقة مُحدّدة؛ إلّا إنّ جودة استقبالها تختلف نتيجةً للعديد من العوامل؛ منها جودة جهاز الاستقبال والظروف الجوية، ويُشار إلى إمكانية اختلاف الدقّة عند إجراء الصيانة لفترة محددة، ثم تُعاود الأنظمة العمل بكفاءة مرةً أُخرى بعد الانتهاء أحيانًا.
ما هي مصادر أخطاء نظام التموضع العالمي؟
تضم القائمة الآتية بعضًا من مصادر أخطاء نظام التموضع العالمي:
- ساعة القمر الصناعي: تعتمد الحسابات في نظام التموضع بشكلٍ أساسيٍّ على قياس الوقت المُستغرق لإرسال الإشارات من القمر الصناعي إلى جهاز الاستقبال، هذا يعني أنه يعتمد على دقّة الوقت في كلٍّ منهما، ويؤدي الاختلاف في التوقيت إلى اختلاف الدقة.
- الغلاف المتأيّن: تتأخر إشارات نظام التموضع عند المرور بطبقة الغلاف المتأيّن من الغلاف الجوي المُحيط بالأرض، وبما أن سماكة الغلاف المتأيّن تختلف بين منطقة وأُخرى؛ فإن الإشارات تتأخر في بعض الأماكن أكثر من غيرها وتتأثر الدقة بذلك.
- مدار القمر الصناعي: تقوم مُستقبلات نظام التموضع بحساب الإحداثيات بالنسبة إلى مواقع الأقمار الصناعية في الفضاء، ويُمكن أن يؤدي الانحراف في المدار إلى وجود خطأ في الإحداثيات؛ إلّا إنّه يتم تصحيح هذا الخطأ عادةً كما هي حالة الأخطاء الأُخرى.
- الغلاف الجوي السفلي: يضم الغلاف الجوي السفلي 3 طبقات مُختلفة، وعند مرور إشارات نظام التموضع في هذا الغلاف تتباطأ سرعتها، الأمر الذي يؤدي إلى زيادة المسافة التي يحددها نظام التموضع العالمي عن المسافة الحقيقية قليلًا.
- التداخل في الإشارات: ينبغي على مُستقبلات نظام التموضع استقبال الإشارات من الأقمار الصناعية مُباشرةً؛ إلّا إنّ هذه الإشارات تتداخل مع الإشارات الأُخرى التي تنعكس من المباني المُحيطة أحيانًا؛ ممّا يؤثر على الدقة قبل التصحيح.
- الصيانة: عندما تتم صيانة الأقمار الصناعية المُخصصة لنظام التموضع العَالمي يتعرض النظام إلى بعض الأخطاء المؤقتة، التي يُمكن أن يلاحظها المُستخدِم النهائي أحيانًا.
- الأجهزة المُستخدمة: في بعض الأحيان يعتمد المُستخدم النهائي على بعض الأجهزة غير الدقيقة؛ لمعرفة المواقع من خلال نظام التموضع العالمي، ويؤدي ذلك إلى أخطاء في القراءة كثيرًا من الأحيان.
ما هي استخدامات نظام التموضع العالمي؟
يُستخدم نظام التموضع في عددٍ كبيرٍ من الحقول في الوقت الراهن، ومنها ما يأتي:
- تتبع الأطفال وكبار السن: يتم توفير العديد من الأجهزة التي تعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي لتتبع الأطفال وكبار السن ومعرفة أماكنهم، وكذلك تقوم بعض الشركات بإنتاج الأدوات التي يُمكن استخدامها لتتبع الحيوانات الأليفة أيضًا.
- أخذ لقطات منظور عين الطائر: عند إنتاج بعض الأفلام يتم الاعتماد على طائرات بدون طيّار؛ لأخذ صور بمنظور عين الطائر، ويعتمد التحكّم بهذه الطائرات على نظام التموضع العالمي.
- تتبع انقطاع الكهرباء: في بعض الأحيان تقوم شركات الكهرباء المحلية بالاعتماد على نظام التموضع العالمي؛ ذلك حتى تتبع انقطاعات التيار الكهربائي في منطقة مُحدّدة.
- الملاحة: يعتمد كلٌّ من مالكي المركبات التجارية الخفيفة وقوارب الترفيه والطيّارون على نظام تحديد المواقع العالمي للملاحة، كما أن شركات الطيران بذلت ملايين الدولارات لتحسين خُطط رحلاتها بالاعتماد على هذا النظام.
- الاستخدام في مجال المساحة: يمكن استخدام نظام التموضع العالمي لإجراء عمليات المسح، بالإضافة إلى رسم الخرائط؛ بما في ذلك خرائط الطُرق، ويستخدم نظام التموضع في إجراء القياسات على الأرض أيضًا.
كيف يتم اختيار وحدة نظام التموضع العالمي المُناسبة؟
حتى يضمن المشتري الحصول على وحدة نظام التموضع العالمي المُناسبة لاستخداماته يجب عليه أخذ العوامل الآتية بعين الاعتبار:
- الاحتفاظ بنقاط الطريق: لا بُد من معرفة عدد نقاط الطريق التي يُمكن لوحدة نظام التموضع العالمي الاحتفاظ بها، والتحقّق من تلبيتها لحاجات المُستخدم النهائي، سواءً كانت احتياجات ترفيهية أو احتياجات للعمل الميداني.
- توفر البوصلة الإلكترونية: لا تقوم مُستقبلات نظام التموضع بتوفير بوصلة؛ لذلك ينبغي على المستخدم اختيار الوحدة المزودة ببوصلة إلكترونية حتى يستطيع معرفة الاتجاهات والتنقّل بشكلٍ صحيحٍ عند الحاجة إلى ذلك.
- خصائص العرض: يبحث البعض عن مميّزات مُحددة في شاشة العرض التي تتضمنها وحدة نظام التموضع العالمي؛ مثل شاشة العرض الملونة أو الشاشة التي تعمل باللمس، ومن الجيّد تحديد الخيارات المناسبة قبل الشراء للحصول على الوحدة الأفضل.
- حجم الذاكرة: في بعض الأحيان يحتاج مُستخدم وحدة نظام تحديد المواقع العالمي إلى تحميل الخرائط أو البيانات المُساعِدة أو المحتويات الإضافية، ولا بُد من اختيار الوحدة التي تستطيع توفير الذاكرة الكافية لتحميل هذه الإضافات.
- خصائص الاستقبال: بما أن جودة أجهزة الاستقبال تختلف بشكل كبير أحيانًا؛ يجب على المرء التحقّق من دقة وخصائص استقبال الإشارات في هذه الأجهزة، كذلك تنبغي معرفة ما إذا كانت الوحدة تدعم نظام التكبير واسع النطاق أم لا.
- المُلحقات: تتوفر العديد من الملحقات التي تتم إضافتها إلى نظام التموضع العالمي لتحسين الدقة، بالإضافة إلى البطاريات الإضافية وغيرها من المُلحقات المُهمة الأُخرى، التي تُحدث فرقًا كبيرًا بين وحدة وأُخرى بالنسبة إلى نظام التموضع.
- السعر: لا شك بأن الأسعار من العوامل المُهمة لتحديد وحدة نظام تحديد المواقع العالمي الأنسب، ولا بُد من البحث عن العرض السعري الأنسب بعد تحديد الجهاز المُناسب، ويُمكن إجراء المقايضات للحصول على جهاز ذي جودة أقل إذا كان يفي بالمواصفات.
ما هي أبرز الحقائق حول نظام التموضع العالمي؟
توجد عِدّة حقائق لا يعرفها الكثيرون عن نظام التموضع العالمي الذي يتم تشغيله من قبل وزارة الدفاع في الولايات المتحدة؛ منها: توفير ترددين اثنين للعسكريين، فيما يتوفر تردد واحد فحسب للعاملين في القطاع المدني عادةً مع توفر الأجهزة ذات الترددين للمدنيين بتكاليف مرتفعة. كما أن هُناك 24 قمرًا صناعيًا لنظام تحديد المواقع تدور حول الأرض بدايةً من عام 2017 وحتى الآن، ويُعد هذا النظام من الأنظمة المُهمة للأمن القومي في الوقت الراهن أيضًا.
اقرأ/ي أيضًا:
هل توجد أضرار لنظارات الواقع الافتراضي؟
هل شركة AT&T أكبر شركات الاتصالات العالمية؟
